(57)【要約】【課題】  コンパレータ、リレー等の電子回路を用いることなくして、可燃性ガスを検知したときに必要なスイッチングを行うことができるようにする。【解決手段】  可燃性ガスが接触することにより抵抗値が低下する金属酸化物半導体で構成したガス感応素子１２と、それの熱に応動する熱応動素子１３とを具備し、ガス感応素子１２に通電することにより、ガス感応素子１２に可燃性ガスが接触することでガス感応素子１２の抵抗値が減少すれば、それに多くの電流が流れ、自己発熱することでガス感応素子１２の温度が急上昇するから、熱応動素子１３が作動し、スイッチングする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスが接触することにより抵抗値が低下する金属酸化物半導体で構成したガス感応素子と、
このガス感応素子の熱に応動する熱応動素子とを具備し、
前記ガス感応素子に通電することを特徴とする可燃性ガス検知装置。
【請求項２】
ガス感応素子を所定温度に加熱するヒータを具備することを特徴とする請求項１記載の可燃性ガス検知装置。
【請求項３】
ガス感応素子の一方側の面にヒータが密接し、それとは反対側のガス感応素子の他方側の面に熱応動素子が密接することを特徴とする請求項２記載の可燃性ガス検知装置。
【請求項４】
ヒータが両側に電極を有し、その一方の電極をガス感応素子に密接させることにより、該一方の電極をガス感応素子と共通の電極としたことを特徴とする請求項３記載の可燃性ガス検知装置。
【請求項５】
熱応動素子が金属製密閉容器を外殻として有し、その金属製密閉容器を、ガス感応素子に密接させることにより該ガス感応素子の一方の電極としたことを特徴とする請求項１記載の可燃性ガス検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス感応素子に金属酸化物半導体を用いた可燃性ガス検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス感応素子に金属酸化物半導体を用いた可燃性ガス検知装置としては、特開２００１−１２４７１６号公報に示されるものがある。このものは、金属線フィラメントに金属酸化物半導体（例えば酸化錫）を塗布・焼結することによりガス感応素子が構成されており、それが通電加熱された状態で、金属酸化物半導体に可燃性ガスが接触すると、可燃性ガスが燃焼することにより、金属酸化物半導体の電子が増して抵抗値が減少するもので、その抵抗値の変化を電位差として検出し、コンパレータ、リレー等の電子回路を用いてスイッチングを行い、警報や制御等の用途に用いられるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１２４７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のものの場合、可燃性ガスを検知したときに必要なスイッチングを行うのに、コンパレータ、リレー等の電子回路を用いる必要があり、高価で且つ非コンパクトなものとなっていた。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、コンパレータ、リレー等の電子回路を用いることなくして、可燃性ガスを検知したときに必要なスイッチングを行うことのできる、安価で且つコンパクトな可燃性ガス検知装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の可燃性ガス検知装置は、可燃性ガスが接触することにより抵抗値が低下する金属酸化物半導体で構成したガス感応素子と、このガス感応素子の熱に応動する熱応動素子とを具備し、前記ガス感応素子に通電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段によれば、ガス感応素子に可燃性ガスが接触することによりガス感応素子の抵抗値が減少すると、それに多くの電流が流れ、自己発熱することでガス感応素子の温度が急上昇する。この温度上昇により、熱応動素子が作動し、スイッチングする。かくして、コンパレータ、リレー等の電子回路を用いることなく、可燃性ガスを検知したときに必要なスイッチングを行うことができるものであり、安価で且つコンパクトな可燃性ガス検知装置を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施例（一実施形態）につき、図面を参照して説明する。
まず、図２には、可燃性ガス検知装置の全体を分解状態で示しており、そのうちのケース１は、ケース本体１ａと、ケース基盤１ｂとから成っている。ケース本体１ａは、有蓋の円筒形容器であり、その蓋部に口２を有し、この口２の周囲部に複数の係止部３と、複数の通孔４とを有している。一方、ケース基盤１ｂは、外周部に複数の取付孔５を有している。
【０００８】
これに対して、ヒータ６は、ヒータ本体６ａと、これの上下両側に位置する電極６ｂ，６ｃとから成っており、そのうちのヒータ本体６ａは、この場合、図３に示すように、円盤チップ状に焼結したＰＴＣサーミスタから成っている。
【０００９】
電極６ｂ，６ｃのうち、一方の電極６ｂは、一端部に円形部７を有しており、この円形部７は、上記ヒータ本体６ａよりやゝ径大で、その上面に、円形部７の外周から対向外周へと延びる溝８を多数有している。又、この一方の電極６ｂは、他端部側に止め部９を有しており、その止め部９と上記円形部７との中間点で、該一方の電極６ｂをほゞ直角に折曲している。
【００１０】
他方の電極６ｃは、一端部側がほゞストレート状で、他端部側に止め部１０を有しており、それらの中間点でほゞ直角に折曲している。又、この他方の電極６ｃの一端部の上面には、ヒータ押え１１を取付けている。このヒータ押え１１は、三又状を成しており、その各先端部を中心方向へＵ字状に曲げたことによる弾力性を有していて、その中心部を他方の電極６ｃの一端部の上面に溶接することによって取付けている。
【００１１】
しかして、前記ケース１には、一方の電極６ｂを図２の下方よりケース本体１ａ内に挿入して、それの１つの通孔４から該一方の電極６ｂを突出させ、止め部９をその通孔４に係止させることにより固定している。次いで、ヒータ本体６ａを、ケース本体１ａ内に同じく図２の下方より挿入して上記一方の電極６ｂの下面に当接させている。そして、他方の電極６ｃをケース本体１ａ内に同じく図２の下方より挿入して、ヒータ押え１１によりヒータ本体６ａを押えつつ、他の１つの通孔４から該一方の電極６ｂを突出させ、止め部１０をその通孔４に係止させることにより固定している（図５参照）。
【００１２】
これらに対して、ガス感応素子１２は、可燃性ガスが接触することにより抵抗値が低下する金属酸化物半導体、この場合、酸化錫（ＳｎＯ2）を円盤チップ状に焼結して成るもので、これをケース本体１ａ内に図２の上方より挿入して上記一方の電極６ｂの円形部７の上面に載置当接させている。
【００１３】
この結果、ガス感応素子１２の一方側の面である下面にヒータ６が密接しており、更に詳細には、ヒータ６の一方の電極６ｂが円形部７でガス感応素子１２に密接していて、これにより、その一方の電極６ｂをガス感応素子１２と共通の電極として機能させるようにしている。又、一方の電極６ｂの円形部７の上面には前記溝８を形成しており、この溝８で、ガス感応素子１２に対する可燃性ガスの接触が支障なく行われるようにしている。
【００１４】
熱応動素子１３は、この場合、要するにバイメタルスイッチであり、詳細には、図４に示すように、外殻として金属製の密閉容器１４を有し、これの内部に、固定コンタクト１５と、それに常時は接する可動コンタクト１６とを配設すると共に、その可動コンタクト１６の下面に取付けたバイメタル押え１７、バイメタル押え１７によって密閉容器１４の底部に定置されるバイメタル１８を配設し、固定コンタクト１５及び可動コンタクト１６の各電極１９，２０を容器１４から上方へ突出させて成る。加えて、この熱応動素子１３の密閉容器１４外面には、複数の取付爪２１を例えば溶接により取付けている。
【００１５】
しかして、前記ケース１には、熱応動素子１３を図２の上方よりケース本体１ａ内に挿入して、取付爪２１を前記係止部３に係止させることにより、該熱応動素子１３がガス感応素子１２の上面に載置当接する状態で固定させている（図５参照）。
この結果、ガス感応素子１２の前記一方側の面（ヒータ６が密接した側の面）とは反対側の他方側の面に、熱応動素子１３が密接しており、更に詳細には、熱応動素子１３の金属製密閉容器１４がガス感応素子１２に密接していて、これにより、その金属製密閉容器１４をガス感応素子の一方の電極として機能させるようにしている。
【００１６】
なお、ケース本体１ａには前記ケース基盤１ｂを結合しており、この状態で、可燃性ガス検知装置の全体が、取付孔５を通すねじ等により、可燃ガスを検知すべき最適の箇所に取付け設置されるようになっている。
【００１７】
そして、図１には、上述の可燃性ガス検知装置の構成を概略的に示しており、すなわち、ヒータ６とガス感応素子１２及び熱応動素子１３が下から順に積層されていて、そのうちのヒータ６とガス感応素子１２とが電源（商用電源）Ｅに並列に接続される。又、熱応動素子１３は、警報回路や制御回路に介挿接続される。
【００１８】
次に、上記構成のものの作用を述べる。
ヒータ６とガス感応素子１２とが電源Ｅに接続された状態では、ヒータ６が発熱することにより、ガス感応素子１２が所定温度に加熱される。その温度は、ガス感応素子１２の感度が安定的に良くなる温度である。
【００１９】
この状況で、ガス感応素子１２に可燃性ガスが接触すれば、可燃性ガスが燃焼することにより、ガス感応素子１２を構成する金属酸化物半導体の電子が増して抵抗値が例えば数百〔ｋΩ〕から数〔ｋΩ〕へと減少する。ガス感応素子１２の抵抗値が減少すれば、それに電源Ｅから多くの電流が流れ、ガス感応素子１２が自己発熱する。このため、ガス感応素子１２の温度が急上昇し、その熱が熱応動素子１３の密閉容器１４からバイメタル１８に伝導することにより、バイメタル１８が熱せられて反転し、可動コンタクト１６を固定コンタクト１５から離間させて開放させるスイッチングをする。このスイッチングが警報や制御等の用途に用いられる。
【００２０】
このように本構成のものでは、コンパレータ、リレー等の電子回路を用いることなく、検知装置単独で、可燃性ガスを検知したときに必要なスイッチングを行うことができるものであり、かくして、安価で且つコンパクトな可燃性ガス検知装置を提供することができる。
【００２１】
加えて、本構成のものの場合、ヒータ６を具え、それによってガス感応素子１２を所定温度に加熱するようにしている。これにより、ガス感応素子１２の感度を安定的に良くすることができる。
又、特にこの場合、ヒータ６は正特性サーミスタで構成しており、その特性として、ヒータ６の発熱、ひいてはガス感応素子１２の加熱温度が、周囲温度との関係で一定となるので、ガス感応素子１２の感度を一層安定させて良くすることができる。
【００２２】
そして、ガス感応素子１２の一方側の面にヒータ６が密接し、それとは反対側のガス感応素子１２の他方側の面に熱応動素子１３が密接する構成としており、それによって、ガス感応素子１２の一方側の面がヒータ６の密接で高温となるのに比し、ガス感応素子１２の他方側の面（熱応動素子１３が密接する側の面）はそれよりも温度が低くなり、それが可燃性ガスの接触に基づき前述のように高温となるから、その温度変化が大きく、もって、熱応動素子１３をより精度良く応動させることができる。
【００２３】
又、ヒータ６が両側に電極６ｂ，６ｃを有し、その一方の電極６ｂをガス感応素子１２に密接させることにより、該一方の電極６ｂをガス感応素子１２と共通の電極としている。これにより、構成を合理化できて、より安価にできる。
更に、熱応動素子１３が金属製の密閉容器１４を外殻として有し、その金属製密閉容器１４をガス感応素子１２に密接させることにより該ガス感応素子１２の一方の電極としている。これによっても、構成を合理化できるものであり、より安価にできる。
【００２４】
そのほか、熱応動素子１３が上述のように金属製の密閉容器１４を外殻として有し、それの内部に固定コンタクト１５及び可動コンタクト１６を配設している。これにより、それら固定コンタクト１５及び可動コンタクト１６の接点部の酸化を金属製密閉容器１４で防止し得、併せてそれらの機械的な保護もできる。
なお、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例を全体の概略構成と電気的結線とで示す図
【図２】全体の分解縦断面図
【図３】ヒータの分解斜視図
【図４】熱応動素子の拡大縦断面図
【図５】全体の組立縦断面図
【符号の説明】
【００２６】
図面中、６はヒータ、６ｂは一方の電極、６ｃは他方の電極、１２はガス感応素子、１３は熱応動素子、１４は金属製密閉容器、Ｅは電源を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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